乘用车声固耦合有限元模态分析

作     者：袁培佩 

作者单位：长安大学 

学位级别：硕士

导师姓名：张维峰

授予年度：2014年

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：车室声腔模态 车身结构模态 车室声腔-车身结构耦合模态 模态分析 

摘      要：随着人们生活水平的提高，乘用车在人们的日常生活当中已经越来越普遍。人们在关注乘用车的安全性与动力性的同时，也对其乘坐舒适性越来越重视。本文以某款SUV车型为研究对象，以20～200Hz频段为研究范围，利用有限元数值计算和模态分析的方法，分别对其车身结构模态、车室声腔模态以及车身结构-车室声腔耦合系统模态进行了仿真分析，以得到其模态参数，为车辆的减振和降噪提供参考。论文主要的研究工作包括： 首先，利用Catia建立了该SUV车型的整车车身有限元模型，然后利用***当中的Acoustics模块对其进行结构模态分析，得到其20～200Hz范围内的模态振型和模态频率，并进行分析。 然后，直接利用***建立车室声腔无座椅和有座椅两种声学有限元模型，并分别对其进行声学模态分析，对比后得出结论：座椅对其模态特性的影响不可忽略，所以在进行声学模态分析时有必要建立有座椅的声腔模型。 最后，在***软件中将车身结构模型与车室声腔模型进行耦合，然后对耦合模型进行有限元模态分析，得出以下结论： 【1】车室声腔对车身结构振动的影响较小，以结构振动为主的声-固耦合模态与车身模态振型一致，模态频率有微小的变化;【2】车身结构振动对车室声腔模态的影响较大，以声腔声场为主的声-固耦合模态与声腔模态有显著差别，声腔模态的节线位置发生明显改变，且其模态频率变化也相对较大。 【3】由于车身结构振动对车室声腔模态的影响较大，所以在后期的研究设计中可以通过对车身结构、材料等的改进来改善乘用车乘员的声学环境。